
【化】 magnetic spin
magnetism
spin
【化】 spin
【医】 spin
磁自旋(magnetic spin)是量子力学中描述微观粒子内在角动量及其相关磁性的核心概念。该术语由"自旋"(spin)和"磁性"(magnetic)组合而成,特指电子等基本粒子因自旋运动产生的磁矩现象。
从物理机制分析,磁自旋包含三个基本要素:
实验验证方面,斯特恩-盖拉赫实验(1922年)首次观测到银原子束在非均匀磁场中的分裂现象,为自旋磁矩的存在提供了直接证据。现代应用主要集中于自旋电子学领域,包括:
权威参考文献可参见美国物理联合会《现代物理评论》关于自旋动力学的专题论述(DOI:10.1103/RevModPhys.76.323),以及剑桥大学《凝聚态物理》教材中关于自旋-轨道耦合作用的章节。
“磁自旋”这一表述可能源于对“自旋”与磁性关系的描述。以下是结合物理概念的详细解释:
自旋是微观粒子(如电子、质子)的内禀属性,类似于质量或电荷,属于量子力学中的基本特性。它表现为粒子在外磁场中呈现的“额外自由度”。例如,电子自旋的量子数为1/2,决定了其在磁场中的两种分立状态(上/下)。
自旋会产生自旋磁矩,其公式为: $$ mu_s = -g_s frac{e}{2m} mathbf{S} $$ 其中,( g_s )为朗德因子(电子为2),( e )为电荷,( m )为质量,( mathbf{S} )为自旋角动量。这一磁矩使粒子在磁场中受力或能量分裂(如塞曼效应)。
自旋磁矩独立于粒子的轨道运动(绕原子核运动产生的磁矩)。两者共同构成总磁矩,但自旋磁矩对铁磁性等宏观现象起主导作用。
如需进一步了解自旋的量子力学基础,可查看中关于外磁场中粒子行为的描述。
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